항공기가 비행할 때 하늘에 남기는 긴 구름, 이른바 비행운(contrail)이 항공기 온난화의 50% 이상을 차지하는 것으로 나타났다.
12일(현지시간) 독일 율리히연구센터 연구팀은 비행운이 항공기가 기후변화에 미치는 영향이 이처럼 상당하다는 내용의 연구결과를 발표했다. 독일 라이프치히대학 연구팀이 6년간 4만건 이상의 비행운을 분석한 또다른 연구에서는 비행운이 항공계 온난화의 50% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 구름 속 비행운이 평균 제곱미터당 5mW의 온난화 효과를 유발한다는 추산이다.
비행운의 기후효과는 형성되는 구름 두께에 따라 달라진다. 두꺼운 구름 속에서는 비행운이 온난화를 어느 정도 완충하거나 약간의 냉각효과를 내기도 한다. 하지만 눈에 거의 보이지 않을 정도로 얇은 구름 속에서 비행운이 형성될 경우, 맑은 하늘에서 형성될 때보다 온난화 효과가 더 커질 수 있다는 것이다. 게다가 이렇게 얇은 구름 속에서 만들어지는 비행운이 전체 비행운의 90%를 차지한다.
율리히연구센터 연구팀은 지난 7년간 여객기에 탑재된 센서로 1700만km에 걸쳐 수집한 온·습도 자료와 위성기반 기상관측 자료를 이용해, 비행운이 구름 안팎에서 장시간 지속될 조건이 얼마나 자주 충족되는지를 비교했다.
그 결과, 장시간 지속되는 비행운 대부분은 맑은 하늘이 아닌 이미 존재하던 상층의 새털구름(권운) 속에서 형성되는 것으로 나타났다. 북반구 주요 항공로인 북미 동부, 북대서양, 서유럽 상공에서 장시간 지속되는 비행운의 약 90%가 여기에 해당한다. 기존 연구들이 비행운이 주로 맑은 하늘에서 만들어진다고 가정해온 것과는 상반된다.
주·야간 온난화 효과도 다르다. 낮에는 태양복사 반사 효과가 커져 국지적으로 냉각이 나타날 수 있지만, 밤에는 두꺼워진 구름층이 지표에서 빠져나가는 열을 가두면서 온난화 효과가 더 커진다. 연구팀은 비행운과 기후의 관계는 단순하지 않다고 짚었다.
연구를 이끈 안드레아스 페촐트 율리히연구센터 대기학자는 "당초 예상보다 비행운이 구름 속에서 형성되는 비율이 매우 높다"며 "이것이 전체 기후에 어떤 영향을 미치는지는 모델 기반의 정량적 평가가 더 필요하다"고 말했다.
마이클 다이아몬드 플로리다주립대학 물리학자는 "이번 연구의 가장 큰 진전은 고품질 관측 데이터의 양과 정밀도"라며 "권운은 열을 반사하는 것보다 가두는 효과가 더 큰 유일한 구름 유형이기 때문에, 기후변화로 권운이 늘어날지 줄어들지를 이해하는 데도 중요하다"고 말했다.
항공기의 배출량을 근본적으로 줄이려면 지속가능항공연료(SAF)나 전동항공기 개발이 필수적이지만 단기적으로는 비행운 형성을 피하는 항로를 설계하는 것만으로 항공이 유발하는 온난화를 상당부분 줄일 수 있다는 게 연구팀의 제언이다.
이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다.
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